Liceo Scientifico e Classico “S. Trinchese”

ELEMENTI DIPROGRAMMAZIONE

E TURBO PASCAL

seminario per la classe IV BS

Prof Antonio Cazzato

Perché programmare?

La programmazione ha una notevole valenza didattica per i seguentimotivi:

1. richiede innanzitutto una buona conoscenza dei processi logici daseguire per ottenere risultati corretti attraverso l’elaborazione deidati;

2. insegna a formalizzare la soluzione di un problema in modo taleche lo sappia risolvere anche un esecutore di compiti elementari,pertanto consente di gestire la macchina in modo consapevole;

3. per programmare è necessario analizzare molto attentamente ilproblema da risolvere: se esso è particolarmente complesso lo siscompone in sotto-problemi più semplici; si individuano i datid’ingresso e d’uscita, i metodi di risoluzione e gli strumentidisponibili.

Tutto ciò aumenta le capacità di astrazione dei giovani allievi.

PROBLEMA

↓ Analisi

ALGORITMO

↓ Programmazione

PROGRAMMA

↓ Elaborazione

RISULTATI

Attraverso l’analisi, si passa dal problema all’algoritmo dirisoluzione; la programmazione consiste nel tradurre l’algoritmo inprogramma e, tramite l’elaborazione, si perviene ai risultati.

Le fasi del lavoro, pertanto, sono :

ANALISI: dal problema all’algoritmo

PROGRAMMAZIONE: dall’algoritmo al

programma

ELABORAZIONE: attraverso il

programma, dai dati di ingresso ai risultati.

ANALISI

Dal problema all’algoritmoIl processo di risoluzione di un problema può essere diviso

in fasi ben distinte tra loro:

descrizione del problema

stesura dell’algoritmo.

Nella prima fase si definisce il problema, descrivendo conprecisione i dati in esso coinvolti, quelli a disposizione e irisultati che ci aspettiamo dalla soluzione del problema.Inoltre occorre analizzare quali siano le risorsedisponibili.

Nella seconda fase si indicano, in esatta sequenza, leazioni da intraprendere per la soluzione del problema eper il conseguimento dei risultati attesi.

Esempi

In una ricetta da cucina si indicano dapprima il numerodi persone, le dosi e gli ingredienti: questi sono i datiiniziali del problema. Si elencano poi le risorse disponibiliossia gli utensili, i tipi di pentole, il forno e le relativetemperature raggiungibili.

Infine si descrive il processo di preparazione dellapietanza.

Nel calcolo dell’area di un rettangolo si indicanodapprima i dati iniziali, ossia le misure della base edell’altezza e il risultato che si vuole ottenere, ossia ilvalore dell’area. Si specifica poi lo strumento di calcoloutilizzabile (calcolatrice, elaboratore).

Infine si descrive la sequenza finita di operazioni daeseguire per ottenere l’area partendo dai dati iniziali.

1. Descrizione del problema

Gli elementi che caratterizzano un problema

sono:

i dati iniziali anche detti dati d’ingresso o di input

i risultati che si vogliono ottenere, detti anche dati di

uscita o di output

le risorse a disposizione sia dal punto di vista logico

(tabelle, schemi logici, criteri di calcolo) sia dal punto

di vista fisico (calcolatrici, elaboratori)

le soluzioni adottate, ossia il procedimento che

permette di passare dai dati iniziali ai risultati attesi.

2. Stesura dell’algoritmo

La stesura dell’algoritmo consiste nella

scomposizione del procedimento risolutivo di un

problema in una sequenza finita di operazioni

elementari da eseguire per ottenere i risultati

attesi.

Del termine algoritmo (dal nome dell’algebrista

arabo Al- Khuwarizmi vissuto nel IX secolo)

occorre dare una definizione precisa, per

evidenziare quali siano le sue caratteristiche

principali.

3. Definizione di algoritmo

L’algoritmo è una sequenza finita di azioni

elementari che devono essere eseguite

per raggiungere un risultato di natura

qualsiasi, ma chiaramente e

completamente definito.

4. Caratteristiche dell’algoritmo

Un algoritmo per essere corretto deve soddisfare leseguenti proprietà, deve essere:

DETERMINISTICO, ossia ogni successiva esecuzionedello stesso algoritmo con i medesimi dati iniziali deveprodurre sempre i medesimi risultati finali;

FINITO, l’esecuzione delle azioni indicate deveterminare in un tempo finito;

GENERALE, ossia completo ed esaustivo nel senso chedeve essere indicata la soluzione da seguire per tutti icasi che si possono verificare durante l’esecuzione;

PRECISO, ossia non ambiguo.

5. Algoritmo ed esecutore

Per descrivere le azioni è necessario disporre di unlinguaggio; la descrizione di un’azione in un linguaggioformale, è detta istruzione.

L’esecutore è l’ente che esegue le azioni secondo leistruzioni di un algoritmo. Esso deve essere in grado diacquisire i dati iniziali, attivare il processo di elaborazione ecomunicare all’esterno i risultati finali ottenuti.

dati input dati outputELABORATORE

(programma)

6. Descrizione dell’algoritmo

Diagrammi a blocchi: descrizione grafica

dell’algoritmo attraverso simboli di forma

diversa uniti tra loro da linee orientate, che

indicano il flusso delle operazioni.

Pseudocodifica:descrizione dell’algoritmo

attraverso un linguaggio sintetico, con un

vocabolario molto ristretto ed una sintassi

molto rigorosa.

Simbolo di decisione

Blocchi elementari

INIZIO

FINE

BLOCCO DI CALCOLO

STAMPA RISULTATILETTURA DATI

CONDIZIONEV F

La pseudocodifica

La pseudocodifica utilizza per la descrizione dell’algoritmo termini e parole dellinguaggio comune, ma le regole che strutturano il testo vanno seguite con rigore.

In pseudocodifica sono utilizzate le PAROLE CHIAVE che corrispondono ai passaggifondamentali dell’algoritmo:

INIZIO e FINE aprono e chiudono il testo dell’algoritmo

ESEGUI operazione

RICEVI dati in ingresso

COMUNICA risultato

SE…ALLORA…ALTRIMENTI indicano istruzioni che vengono eseguite in alternativa

ESEGUI… RIPETI FINCHE’ indicano istruzioni che devono essere eseguite inripetizione finchè non risulta verificata una condizione.

PROBLEMA: calcolo dell’area di un rettangolo

Descrizione dell’algoritmo

Inizio programma area del rettangolo

Ricevi base

Ricevi altezza

Se (b=0) v (h=0) allora Area=0

altrimenti Area=base*altezza

Comunica Area

Fine.

Stampa il risultato

Area

b=0 v h=0V F

Area = base *altezzaArea=0

Leggi i dati

b, h

Inizio

Fine

PROBLEMA: risoluzione dell’equazione di primo grado a∙x = b

Inizio

Leggi i dati

a,b

a≠0

V F

Equazione determinata

x = b/aEquazione indeterminata

o impossibile

Fine

Inizio

Fine

Risoluzione dell’equazione di secondo grado ax2+bx+c=0

Leggi i dati

a,b,c

V F

Δ=b2-4ac

a≠0

Δ<0

F

x1 =( -b-√Δ)/(2a)

x2 =( -b+√Δ)/(2a)

V

Stampa

‘Equazione impossibile’

Stampa

‘Equazione di primo grado’

Stampa x1,x2

Inizio

Fine

PROGRAMMAZIONE

Dall’algoritmo al programma

Il linguaggio di programmazione è un linguaggio comprensibile per lamacchina, attraverso un traduttore.

Il programmatore è colui che è in grado di scrivere programmi inlinguaggio di programmazione.

Un programma è composto essenzialmente da:

istruzioni, ossia le attività da svolgere;

dati, ossia le entità su cui operano le istruzioni.

Come per i linguaggi naturali, si devono rispettare:

il lessico, cioè l’insieme delle parole riconosciute dal linguaggio;

la sintassi, cioè le modalità per scrivere le frasi in modo corretto.

Il linguaggio Pascal fu ideato dal Niklaus Wirth del politecnico di Zurigoall’inizio degli anni ’70. Esso è composto da istruzioni abbastanzavicine al linguaggio comune e per questo motivo è particolarmenteadatto a chi affronta per la prima volta l’attività di programmazione.

Calcolo dell’area del rettangolo

Programma in Pascal PROGRAM AreaDelRettangolo;

USES wincrt;

VAR b,h,A: real;

BEGIN

WRITELN ('Inserisci il valore della base');

READLN (b);

WRITELN ('Inserisci il valore dell'' altezza');

READLN (h);

WRITELN ('base = ', b);

WRITELN ('altezza = ', h);

IF (b=0) OR (h=0) THEN

WRITELN ('Area = 0')

ELSE

BEGIN

A := b * h;

WRITELN('Area = ' , A);

END;

END.

PROGRAM nomedelprogramma; costituisce l’intestazione del programma

Nella sezione dichiarativa devono essere indicate le variabili e/o le costanti

utilizzate nel programma

con frasi del tipo:

CONST Nome = valore;

VAR Nome: tipo ;

Esempi di dichiarazioni di variabili o di costanti:

CONST Euro = 1936.27;

VAR Eta: Integer ; (interi relativi [-32768...32767])

Altezza: real ;

Risposta: char ;

Nome: string[25] ;

Risultato: boolean ; (definisce un dato che può essere

TRUE o FALSE)

con Uses si dichiarano i moduli software che si usano per l’esecuzione del

programma

Ad esempio:

Uses Printer (per la gestione della stampante)

Uses Wincrt (per la gestione del video

Istruzioni di ingresso e uscita

Con l’istruzione Write (con gli apici) viene mandato sul video il messaggio indicato tra apici.Write ( ‘messaggio’ ) ;

L’istruzione Write (senza apici) visualizza il valore assunto dalla variabile, lasciando il cursore sulla stessa riga;

l’output di una successiva istruzione verrà visualizzato subito dopo.

Write ( variabile ) ;

L’istruzione Writeln porta il cursore all’inizio della riga successiva del video (cioè va a capo); l’output successivo

comparirà all’inizio di una nuova riga.

Se si vogliono ottenere i risultati tramite stampante, invece di visualizzarli su video, occorre aggiungere la

dichiarazione

Uses Printer ;

e, davanti al messaggio o alla variabile da stampare, occorre aggiungere la parola lst

Write ( lst, variabile ) ;

In TP i numeri reali vengono scritti su schermo o su stampante in forma esponenziale; se si vuole che i numeri reali inuscita vengano scritti in forma diversa , occorre dichiarare, dopo il nome della variabile, quanti caratteri si voglionovedere scritti e quante cifre decimali si vogliono dopo la virgola.

Es.: Writeln (A:8:2);

L’istruzione Readln acquisisce dalla tastiera un valore e lo assegna alla variabile avente il nome specificato.

Readln ( nomevariabile ) ;

Se si vogliono leggere più dati, si devono indicare nelle parentesi i nomi di tante variabili quanti sono i dati digitati

prima di Invio.

IF condizione

THEN

Istruzione-a

ELSE

Istruzione-b;

Le istruzioni a e b verranno eseguite alternativamente, ossia se la condizione è vera viene eseguita l’istruzione a e non lab, mentre se la condizione è falsa, viene eseguita l’istruzione b e non la a.

L’istruzione

IF…THEN…ELSE…;

Costituisce una istruzione unica, pertanto prima e dopo ELSE non si deve mettere il punto e virgola.

L’elaboratore ripete le istruzioni comprese fra il begin e l’end (ciclo) per un determinato numero di volte; la variabilecontatore K si incrementa di uno ogni volta che il ciclo viene esegito. Quando la variabile contatore supera il valorefinale, l’elaboratore termina l’esecuzione del ciclo ed esegue le istruzioni successive. ES: PROGRAM Media;

REPEAT … UNTIL (condizione)

L’ elaboratore ripete tutte le istruzioni comprese tra le due, finché non è verificata la condizione. Quandola condizione è verificata, esegue le istruzioni successive. ES.: PROGRAM TOTALE;

L’elaboratore esegue le istruzioni comprese fra il begin e l’end fino a quando la condizione è verificata. ES.: PROGRAM EUCLIDE;

L’istruzione: End.

fa terminare l’esecuzione del programma da parte dell’elaboratore.

FOR K := valore iniziale TO valore finale DO

WHILE (condizione) DO

PROGRAM Media_di_n_numeri;

USES WINCRT;

VAR Somma, X, Media : real;

K, n : integer;

BEGIN

WRITELN (‘ Inserisci il valore di n’);

READLN (n);

Somma := 0;

FOR K:=1 TO n DO

BEGIN

WRITELN (‘ Scrivi il ’, k, ‘ numero’ );

READLN ( X);

Somma:= Somma + X;

END;

Media:= Somma / n;

WRITELN ( ‘ Media = ‘, Media :8:2);

END.

PROGRAM Totale_spesa;

Uses Wincrt;

VAR Totale, Prezzo : integer;

BEGIN

WRITELN (‘Scrivi i prezzi dei prodotti e, per terminare, scrivi 0’);

WRITELN;

Totale :=0;

REPEAT

WRITELN (‘ Scrivi il prezzo’);

READLN ( Prezzo );

TOTALE := Totale+ Prezzo;

UNTIL Prezzo=0;

WRITELN (‘ Totale spesa= ‘, Totale);

END.

PROGRAM EUCLIDE;

USES WINCRT;

VAR A, B, MCD: integer;

BEGIN

WRITELN ( ‘ Inserisci il primo numero ’ );

READLN (A);

WRITELN ( ‘ Inserisci il secondo numero ’ );

READLN (B);

WHILE A<>B DO

BEGIN

IF A>B THEN A:=A-B

ELSE B:=B-A;

END;

MCD := A;

WRITELN ( ‘MCD = ‘, MCD );

END.

La programmazione strutturata

La programmazione strutturata è la progettazione

e la realizzazione di un programma costituito da

parti che dipendono l’una dall’altra secondo un

ben definito modello organizzativo.

Qualsiasi algoritmo appropriato può essere scritto

utilizzando soltanto tre strutture di base:

sequenza, alternativa, ripetizione.

Questi tre modelli organizzativi di base si

chiamano strutture di controllo.

Strutture di controllo

Sequenza Alternativa Ripetizione

istruzione-1

istruzione-2

istruzione-3

condizione

istruzione

Istruzione-aistruzione-a istruzione-bcondizione

V F

Teorema di Böhm-Jacopini

Ogni algoritmo, scritto usando le istruzioni di

salto, è anche rappresentabile usando

soltanto le tre strutture di sequenza,

selezione e ripetizione.

La sequenza in Pascal

BEGIN

istruzione-a;

istruzione-b;

Istruzione-c;

END.

Le istruzioni comprese nella sequenzaverranno eseguite certamente una dopol’altra.

PROGRAMMA IN PASCAL PER LA RISOLUZIONE DI

UNA EQUAZIONE DI II GRADO

PROGRAM Equazione_di_secondo_grado;

USES WINCRT;

VAR a, b, c, Delta, x1, x2: real ;

BEGIN

WRITELN ('Inserire i coefficienti dell''equazione a,b,c');

READLN (a, b, c);

IF a<>0 THEN

BEGIN

Delta:= sqr(b)-4*a*c;

IF Delta<0 THEN

WRITELN ( 'L''equazione non ammette soluzioni reali')

ELSE

BEGIN

x1:=(-b-sqrt(Delta))/(2*a);

x2:=(-b+sqrt(Delta))/(2*a);

WRITELN ('x1 = ', x1);

WRITELN ('x2 = ', x2);

END;

END

ELSE

WRITELN ('Equazione di I° grado');

END.

ALGORITMO PER LA RISOLUZIONE DI UN SISTEMA DI

EQUAZIONI DI I GRADOInizio

Leggi i dati

a,b,c,a1,b1,c1

D=0FV

Stampa

‘Sistema indeterminato o impossibile

D = a*b1-a1*b

Dx=c*b1-c1*b

Dy=a*c1-a1*c

x =Dx/D

y=Dy/D

Stampa

‘Sistema determinato’

Stampa x,y

Fine

PROGRAMMA IN PASCAL PER LA RISOLUZIONE DI UN SISTEMA DI EQUAZIONI DI I GRADO

PROGRAM Sistema_di_equazioni_di_primo_grado ;

USES WINCRT;

VAR a, b, c, a1, b1, c1, D, Dx, Dy, x, y: real;

BEGIN

WRITELN ('Inserire i coefficienti delle equazione a,b,c,a1,b1,c1') ;

READLN (a, b, c, a1, b1, c1) ;

D:= a*b1-a1*b ;

IF D=0 THEN

WRITELN ('Sistema indeterminato o impossibile')

ELSE

BEGIN

Dx:=c*b1-c1*b;

Dy:=a*c1-a1*c;

x:=Dx/D;

y:=Dy/D;

WRITELN('x=',x:0:2);

WRITELN('y=',y:0:2);

END;

END.

USO DELLE PROCEDURE

PROGRAM Equazione_di_secondo_grado;

USES WINCRT;

VAR a, b, c: integer;

Delta, x1, x2: real ;

PROCEDURE Equazione_di_primo_grado;

BEGIN

WRITELN('Equazione di primo grado');

IF b=0 THEN

IF c=0 THEN

WRITELN('Equazione indeterminata')

ELSE

WRITELN('Equazione impossibile')

ELSE

BEGIN

x1 := -c/b;

WRITELN ('x = ', x1);

END;

END;

BEGIN

WRITELN ('Inserire i coefficienti dell''equazione a,b,c');

READLN (a, b, c);

IF a<>0 THEN

BEGIN

Delta:= sqr(b)-4*a*c;

IF Delta<0 THEN

WRITELN ( 'L''equazione non ammette soluzioni reali')

ELSE

BEGIN

x1:=(-b-sqrt(Delta))/(2*a);

x2:=(-b+sqrt(Delta))/(2*a);

WRITELN ('x1 = ', x1);

WRITELN ('x2 = ', x2);

END;

END

ELSE

Equazione_di_primo_grado;

END.